plc 300

GIÁO TRÌNH PLC DÙNG CHO HỆ CAO ĐẲNG VÀ TRUNG HỌC
MỤC LỤC
Chương 1: Giới thiệu về PLC Trang
1.1 Tổng quan về PLC. 03
1.2 Cấu trúc và hoạt động của PLC. 04
1.3 Phân loại PLC 06
1.4 So sánh PLC với các hệ điều khiển khác. 08
1.5 Phạm vi ứng dụng của PLC. 09
1.6 Thiết kế hệ thống dùng PLC. 09
1.7 Giới thiệu PLC Siemens. 12
Chương 2: Thµnh phÇn c¬ b¶n cña PLC
2.1 Cấu trúc phần cứng. 13
2.2 Hoạt động của PLC. 16
2.3 Cấu trúc bộ nhớ. 19
2.4 Phương pháp lập trình. 22
Chương 3: Tập lệnh PLC S7-200
3.1 Các lệnh cơ bản. 24
3.2 Counter và Timer. 29
3.3 Lệnh so sánh. 32
3.4 Lệnh về cổng logic. 35
3.5 Lệnh di chuyển nội dung MOVE 37
3.6 Lệnh chuyển đổi dữ liệu 40
3.7 Lệnh tăng giảm 1 đơn vị. 44
3.8 Lệnh số học 48
3.9 Lệnh nhảy và gọi chương trình con. 54
3.10 Truy cập đồng hồ thời gian thực. 55
Chương 4: Cấu trúc chương trình PLC
4.1 Cấu trúc tuần tự. 59
4.2 Cấu trúc Automat. 64
4.3 Cấu trúc có chương trình con. 65
Chương 5: Phần mềm lập trình và mô phỏng
5.1 Phần mềm STEP 7-Micro. 67

Chương 6: Giới thiệu về PLC- S7-300

http://www.ebook.edu.vn TRANG - 1

6.1 Cấu trúc, chức năng PLC S7_300 70
6.2 Module CPU 70
6.3 Module mở rộng 71
6.4 Ngôn ngữ lập trình 71
6.5 Giới thiệu PLC S7_300 CPU314IFM 72
6.6 Giải pháp mạng 82


Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ PLC
1.1 TỔNG QUAN VỀ PLC:
1.1.1 Lịch Sử Phát Triển:
Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (programmable controller) đã được những nhà thiết
kế cho ra đời năm 1968 (Công ty General Motor - Mỹ). Tuy nhiên, hệ thống này còn khá
đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống.
Vì vậy các nhà thiết kế từng bước cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành, nhưng
việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn, do lúc này không có các thiết bị lập trình ngoại
vi hổ trợ cho công việc lập trình.
Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable
Controller Handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969. Điều này đã tạo ra một sự phát
triển thật sự cho kỹ thuật điều khiển lập trình. Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển
lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống Relay và dây nối trong hệ thống điều
khiển cổ điển. Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bước tạo ra được một tiêu
chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là lập trình dùng giản đồ hình thang, ký hiệu là
LAD. Trong những năm đầu thập niên 1970, những hệ thống PLC còn có thêm khả năng
khác, đó là sự hỗ trợ bởi những thuật toán, vận hành với các dữ liệu cập nhật. Mặt khác, do
sự phát triển của màn hình dùng cho máy tính nên việc giao tiếp giữa người điều khiển để
lập trình cho hệ thống càng trở nên thuận tiện hơn.
Sự phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975 cho đến nay đã làm cho
hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng: hệ thống ngõ vào/ra có
thể tăng lên đến 8.000 cổng vào/ra, dung lượng bộ nhớ chương trình tăng lên hơn 128.000
từ bộ nhớ (word of memory). Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với các
hệ thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng của từng hệ thống
riêng lẻ. Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét (scan) nhanh hơn làm cho
hệ thống PLC xử lý tốt với những chức năng phức tạp số lượng cổng ra/vào lớn.
Trong tương lai hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khác thông qua CIM
(Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển các hệ thống: Robot, Cad/Cam… mà
các nhà thiết kế còn xây dựng các loại PLC với các chức năng điều khiển thông minh gọi
là các siêu PLC (super PLC).
1.1.2 Đặc điểm của PLC:
PLC (Programmable Logic Controller) là một thiết bị điều khiển lập trình, cho phép thực
hiện linh họat các thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình.
PLC được sử dụng trong nhiều lập trình ứng dụng khác nhau và có những lợi ích như:
- PLC dễ dàng thay thay đổi chương trình điều khiển để thích ứng một yêu cầu mới
mà vẫn có thể giữ nguyên thiết kế phần cứng, đầu nối dây…
- PLC có thể điều khiển nhiều chức năng khác nhau từ những thao tác đơn giản, lặp
lại, liên tục đến những thao tác đòi hỏi chính xác, phức tạp.
- PLC dễ dàng hiệu chỉnh chính xác công việc điều khiển và xử lý nhanh chóng các
lệnh, từ lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm (Counter), định thời (time), chương
trình con (SBS) v.v…
- Giao tiếp dễ dàng với các thiết bị ngoại vi, các module và các thiết bị phụ trợ như
màn hình hiển thị.
- Có khả năng chống nhiễu trong công nghiệp.
- Ngôn ngữ lập trình cho PLC đơn giản, dễ hiểu.
Với những ưu điểm trên thiết bị PLC đã trở thành thiết bị chính trong việc điều khiển các
thiết bị công nghiệp.



1.2 CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT PLC:
1.2.1 Cấu trúc :
Một hệ thống điều khiển lập trình cơ bản phải gồm có hai phần: Khối xử lý trung tâm
(CPU: Central Processing Unit : CPU) và hệ thống giao tiếp vào/ra (I/0).

Hình 1.1 : Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển lập trình

Khối xử lý trung tâm (CPU) gồm ba phần : Bộ xử lý, Hệ thống bộ nhớ và Hệ thống nguồn
cung cấp. Hình 1.2 mô tả 3 thành phần của một CPU.

Hình 1.2 : Sơ đồ khối tổng quát của CPU

1.2.2 Hoạt động của PLC :

1. Ñoïc döõ lieäu töø ngoaøi vaøo
4. Chuyeån döõ lieäu töø boä nhôù aûo
( Read input )
ñieàu khieån thieát bò ngoaïi vi

3. Truyeàn thoâng vaø 2.Thöïc hieän chöông trình
töï kieåm tra loåi (Program excution )

Hình 1.3 :Một vòng quét của PLC.

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp, mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét. Mỗi
vòng quét bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ các ngõ vào (contact, sensor, relay...) vào
vùng bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét,
chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh MEND. Sau giai đọan


thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi. Vòng quét được
kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các ngõ ra.
Như vậy, tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, lệnh này không trực tiếp làm việc với cổng
vào/ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng tham số. Việc truyền thông giữa
bộ đệm ảo với thiết bị ngoại vi trong giai đọan 1 và 4 là do CPU quản lý. Khi gặp lệnh
vào/ra ngay lập tức thì hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình xử
lý ngắt để thực hiện lệnh này trực tiếp với cổng vào/ra.
Thường việc thực thi một vòng quét xảy ra với một thời gian rất ngắn, một vòng quét đơn
(single scan) có thời gian thực hiện từ 1ms tới 100ms. Việc thực hiện một chu kỳ quét dài
hay ngắn còn phụ thuộc vào độ dài của chương trình và cả mức độ giao tiếp giữa PLC với
các thiết bị ngoại vi (màn hình hiển thị…).Vi xử lý có thể đọc được tín hiệu ở ngõ vào chỉ
khi nào tín hiệu này tác động với khoảng thời gian lớn hơn một chu kỳ quét thì vi xử lý coi
như không có tín hiệu này. Tuy nhiên trong thực tế sản xuất, thường các hệ thống chấp
hành là các hệ thống cơ khí nên tốc độ quét như trên có thể đáp ứng được các chức năng
của dây chuyền sản xuất. Để khắc phục thời gian quét dài, ảnh hưởng đến chu trình sản
xuất các nhà thiết kế còn thiết kế hệ thống PLC cập nhật tức thời, các hệ thống này thường
được áp dụng cho các PLC lớn có số lượng I/O nhiều, truy cập và xử lý lượng thông tin
lớn.
- Ngõ vào:
Ngõ vào thực là ngõ vào có các mạch điện chuyển đổi làm cho tín hiệu từ bên ngoài sau
khi qua bộ chuyển đổi này sẽ có mức logic 0, hoặc 1 mà vi xử lý nhận biết được. Như vậy,
các ngõ vào ảo dùng làm vùng nhớ. Ta chỉ có thể dùng ngõ vào thực để kết nối với các tiếp
điểm bên ngoài
- Ngõ ra:
PLC sử dụng hai giải pháp để xuất tín hiệu đó là dùng Relay và Transistor.
Relay với đặc điểm là đóng ngắt chậm, tốn nhiều không gian làm cho kích thước của PLC
lớn.

Hình 1.4: Ngõ ra dùng Relay

Transistor có hạn chế về dòng điện ngỏ ra, thường mắc theo dạng cực thu hở.

Hình 1.5: Ngõ ra dùng transistor



1.3 PHÂN LOẠI PLC:
Đầ̀ u tiên là khả năng và giá trị cũng như nhu cầu về hệ thống sẽ giúp người sử dụng chọn
những loại PLC nào mà họ cần. Nhu cầu về hệ thống được xem như là một nhu cầu ưu
tiên, nó giúp người sử dụng biết cần loại PLC nào và đặc trưng của từng loại để dễ dàng
lựa chọn.

Hình 1.6: Phân loại PLC

Hình 1.6 cho ta các “bậc thang” phân loại các loại PLC và việc sử dụng PLC cho phù hợp
với các hệ thống thực tế sản xuất. Trong hình này ta có thể nhận thấy những vùng chồng
lên nhau, ở những vùng này người sử dụng thường phải sử dụng các loại PLC đặc biệt
như: số lượng cổng vào/ra (I/O) có thể sử dụng ở vùng có số I/O thấp nhưng lại có các tính
năng đặc biệt của các PLC ở vùng có số lượng I/O cao. Thường sử dụng các loại PLC
thuộc vùng chồng lấn nhằm tăng tính năng của PLC đồng thời lại giảm thiểu số lượng I/O
không cần thiết.
Các nhà thiết kế phân PLC ra thành các loại sau:
- Loại 1: Micro PLC (PLC siêu nhỏ).
Micro PLC thường được ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất nhỏ, các ứng dụng trực
tiếp trong từng thiết bị đơn lẻ (ví dụ: điều khiển băng tải nhỏ. Các PLC này thường được
lập trình bằng các bộ lập trình cầm tay, một vài micro PLC còn có khả năng hoạt động với
tín hiệu I/O tương tự (analog). Các tiêu chuẩu của một Micro PLC như sau:
32 ngõ vào/ra.
Sử dụng vi xử lý 8 bit.
Thường dùng thay thế rơle.
Bộ nhớ có dung lượng 1K.
Ngõ vào/ra là tín hiệu số.
Có timers và counters.
Thường được lập trình bằng các bộ lập trình cầm tay.
- Loại 2: PLC cỡ nhỏ (Small PLC)
Small PLC thường được dùng trong việc điều khiển các hệ thống nhỏ (ví dụ: Điều khiển
động cơ, dây chuyền sản xuất nhỏ), chức năng của các PLC này thường được giới hạn
trong việc thực hiện chuổi các mức logic, điều khiển thay thế rơle. Các tiêu chuẩn của một
small PLC như sau:
Có 128 ngõ vào/ra (I/O).
Dùng vi xử lý 8 bit.
Thường dùng để thay thế các role.
Dùng bộ nhớ 2K.


Lập trình bằng ngôn ngữ dạng hình thang (ladder) hoặc liệt kê.
Có timers/counters/thanh ghi dịch (shift registers).
Đồng hồ thời gian thực.
Thường được lập trình bằng bộ lập trình cầm tay.
Chú ý vùng A trong sơ đồ hình 1.6. Ở đây dùng PLC nhỏ với các chức năng tăng cường
của PLC cỡ lớn hơn như: thực hiện được các thuật toán cơ bản, có thể nối mạng, cổng vào
ra có thể sử dụng tín hiệu tương tự.
- Loại 3: PLC cỡ trung bình (Medium PLC)
PLC trung bình điều khiển được các tín hiệu tương tự, xuất nhập dữ liệu, ứng dụng được
những thuật toán, thay đổi được các đặc tính của PLC nhờ vào hoạt động của phần cứng và
phần mềm (nhất là phần mềm) các thông số của PLC trung bình như sau:
Có khoảng 1024 ngõ vào/ra (I/O).
Dùng vi xử lý 8 bit.
Thay thế rơle và điều khiển được tín hiệu tương tự.
Bộ nhớ 4K, có thể nâng lên 8K.
Tín hiệu ngõ vào ra là tương tự hoặc số.
Có các lệnh dạng khối và ngôn ngữ lập trình là ngôn ngữ cấp cao.
Có timers/Counters/Shift Register.
Có khả năng xử lý chương trình con (qua lệnh JUMP…).
Có các lệnh dạng khối và ngôn ngữ lập trình là ngôn ngữ cấp cao.
Có timers/counters/Shift Register.
Có khả năng xử lý chương trình con ( qua lệnh JUMP…).
Thực hiện các thuật toán (cộng, trừ, nhân, chia…).
Giới hạn dữ liệu với bộ lập trình cầm tay.
Có đường tín hiệu đặc biệt ở module vào/ra.
Giao tiếp với các thiết bị khác qua cổng RS232.
Có khả năng hoạt động với mạng.
Lập trình qua màn hình máy tính để dễ quan sát.
- Loại 4: PLC cỡ lớn (large PLC).
Large PLC được sử dụng rộng rãi hơn do có khả năng hoạt động hữu hiệu, có thể nhận dữ
liệu, báo những dữ liệu đã nhận… Phần mềm cho thiết bị điều khiển cầm tay được phát
triển mạnh hơn tạo thuận lợi cho người sử dụng. Tiêu chuẩn PLC cỡ lớn: Ngoài các tiêu
chuẩn như PLC cỡ trung, PLC cỡ lớn còn có thêm các tiêu chuẩn sau:
Có 2048 cổng vào/ra (I/O).
Dùng vi xử lý 8 bit hoặc 16 bit.
Bộ nhớ cơ bản có dung lượng 12K, mở rộng lên được 32K.
Local và remote I/O.
Điều khiển hệ thống rơle (MCR: Master Control Relay).
Chuỗi lệnh, cho phép ngắt (Interrupts).
PID hoặc làm việc với hệ thống phần mềm PID.
Hai hoặc nhiều hơn cổng giao tiếp RS 232.
Nối mạng.
Dữ liệu điều khiển mở rộng, so sánh, chuyển đổi dữ liệu, chức năng giải thuật toán
mã điều khiển mở rộng (mã nhị phân, hexa …).
Có khả năng giao tiếp giữa máy tính và các module.
- Loại 5: PLC rất lớn (very large PLC)
Very large PLC được dùng trong các ứng dụng đòi hỏi sự phức tạp và chính xác cao, đồng
thời dung lượng chương trình lớn. Ngoài ra PLC loại này còn có thể giao tiếp I/O với các


chức năng đặc biệt, tiêu chuẩn PLC loại này ngoài các chức năng như PLC loại lớn còn có
thêm các chức năng:
Có 8192 cổng vào/ra (I/O).
Dùng vi xử lý 16 bit hoặc 32 bít.
Bộ nhớ 64K, mở rộng lên được 1M.
Thuật toán :+, -, *, /, bình phương.
Dữ liệu điều khiển mở rộng: Bảng mã ASCII, LIFO, FIFO.

1.4 SO SÁNH PLC VỚI CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÁC:
1.4.1 PLC với hệ thống điều khiển bằng rơle:
Việc phát triển hệ thống điều khiển lập trình đã dần thay thế từng bước hệ thống điều
khiển bằng rơle trong các quá trình sản xuất khi thiết kế một hệ thống điều khiển hiện đại,
người kỹ sư phải cân nhắc, lựa chọn giữa các hệ thống điều khiển lập trình thường được sử
dụng thay cho hệ thống điều khiển bằng rơ le do các nguyên nhân sau:
- Thay đổi chương trình điều khiển một cách linh động.
- Có độ tin cậy cao.
- Không gian lắp đặt thiết bị nhỏ, không chiếm nhiều diện tích.
- Có khả năng đưa tín hiệu điều khiển ở ngõ ra phù hợp: dòng, áp.
- Dễ dàng thay đổi đối với cấu hình (hệ thống máy móc sản xuất) trong tương lai khi có
nhu cầu mở rộng sản xuất.
Đặc trưng cho hệ thống điều khiển chương trình là phù hợp với những nhu cầu đã nêu trên,
đồng thời về mặt kinh tế và thời gian thì hệ thống điều khiển lập trình cũng vượt trội hơn
hệ thống điều khiển cũ (rơle, contactor …). Hệ thống điều khiển này cũng phù hợp với sự
mở rộng hệ thống trong tương lai do không phải thay đổi, loại bỏ hệ thống dây nối giữa hệ
thống điều khiển và các thiết bị, mà chỉ đơn giản là thay đổi chương trình sao cho phù hợp
với điều kiện sản xuất mới.
1.4.2 PLC với máy tính cá nhân:
Đối với một máy tính cá nhân, người lập trình dễ nhận thấy được sự khác biệt giữa PC với
PLC, sự khác biệt có thể biết được như sau:
Máy tính không có các cổng giao tiếp tiếp với các thiết bị điều khiển, đồng thời máy tính
cũng hoạt động không tốt trong môi trường công nghiệp.
Ngôn ngữ lập trình trên máy tính không phải dạng hình thang, máy tính ngoài việc sử dụng
các phần mềm chuyên biệt cho PLC, còn phải thông qua việc sử dụng các phần mềm khác
làm “chậm” đi quá trình giao tiếp với các thiết bị được điều khiển.
Tuy nhiên qua máy tính, PLC có thể dể dàng kết nối với các hệ thống khác, cũng như PLC
có thể sử dụng bộ nhớ (có dung lượng rất lớn) của máy tính làm bộ nhớ của PLC.

1.5 PHẠM VI ỨNG DỤNG PLC:
Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất cả trong công
nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơn giản, chỉ có chức
năng đóng mở (ON/OFF) thông thường đến các ứng dụng cho các lĩnh vực phức tạp, đòi
hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trình sản xuất. Các lĩnh vực tiêu
biểu ứng dụng PLC hiện nay bao gồm:
- Hóa học và dầu khí: Định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn, cân
đông trong ngành hóa …
- Chế tạo máy và sản xuất: Tự động hoá trong chế tạo máy, cân đông, quá trình lắp đặt
máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại…
- Bột giấy, giấy, xử lý giấy. Điều khiển máy băm, quá trình ủ bột, cán, gia nhiệt …


- Thủy tinh và phim ảnh: quá trình đóng gói, thử nghiệm vật liệu, cân đong, các khâu
hoàn tất sản phẩm, đo cắt giấy .
- Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: đếm, kiểm tra sản phẩm, kiểm soát quá trình sản xuất,
bơm (bia, nước trái cây …), cân đong, đóng gói, hòa trộn …
- Kim loại: Điều khiển quá trình cán, cuốn (thép), qui trình sản xuất, kiểm tra chất lượng
sản phẩm.
- Năng lượng: Điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý trong các
turbin …), các trạm cần hoạt động tuần tự khai thác vật liệu một cách tự động (than, gỗ,
dầu mỏ).

1.6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DÙNG PLC:
Để thiết kế 1 chuơng trình điều khiển cho một hoạt động bao gồm những bước sau:
B1: Xác định qui trình công nghệ:
Trước tiên, ta phải xác định thiết bị hay hệ thống nào muốn điều khiển. Mục đích cuối
cùng của bộ điều khiển là điều khiển một hệ thống hoạt động.
Sự vận hành của hệ thống được kiểm tra bởi các thiết bị đầu vào. Nó nhận tín hiệu và gởi
tín hiệu đến CPU, CPU xử lý tín hiệu và gởi nó đến thiết bị xuất để điều khiển sự hoạt
động của hệ thống như lập trình sẵn trong chương trình.
B2: Xác định ngõ vào, ngõ ra:
Tất cả các thiết bị xuất, nhập bên ngoài đều được kết nối với bộ điều khiển lập trình. Thiết
bị nhập là những contact, cảm biến ... Thiết bị xuất là những cuộn dây, van điện từ , motor,
bộ hiển thị.
Sau khi xác định tất cả các thiết bị xuất nhập cần thiết, ta định vị các thiết bị vào ra tương
ứng cho từng ngõ vào, ra trên PLC trước khi viết chương trình.
B3: Viết chương trình, và sửa lỗi:
Khi viết chương trình theo sơ đồ hình bậc thang (ladder ) phải theo sự hoạt động tuần tự
từng bước của hệ thống, hoặc theo dạng STL. Sau đó tiến hành sửa lỗi nếu có.
B4: Nạp chương trình vào bộ nhớ:
Chúng ta có thể cung cấp nguồn cho bộ điều khiển có lập trình thông qua cổng I/O. Sau đó
nạp chương trình vào bộ nhớ thông qua máy tính có chứa phần mềm lập trình hình thang.
Sau khi nạp xong, kiểm tra lại bằng hàm chuẩn đoán. Nếu được mô phỏng toàn bộ hoạt
động của hệ thống để chắc chắn rằng chuơng trình đã hoạt động tốt.
B5: Chạy chương trình:
Trước khi nhấn nút Start, phải chắc chắn rằng các dây dẫn nối các ngõ vào, ra đến các thiết
bị nhập, xuất đã được nối đúng theo chỉ định. Lúc đó PLC mới bắt đầu hoạt động thực sự.
Trong khi chạy chương trình, nếu bị lỗi thì máy tính sẽ báo lỗi , ta phải sữa lại cho đến khi
nó hoạt động an toàn
Sau đây là lưu đồ phương pháp thiết kế bộ điều khiển:


Xác định yêu cầu của hệ
thống điều khiển

Vẽ lưu đồ chung của hệ
thống điều khiển

Liệt kê tất cả các ngõ ra, ngõ vào nối
tương đối đến các cổng I/O của PLC

Chuyển lưu đồ sang
sơ đồ hình thang

Nạp lập trình sơ đồ hình
thang thiết kế cho PLC

Mô phỏng chương trình và
sửa lỗi phần mềm
Hiệu chỉnh chương
trình cho phù hợp

Chương
trình OK

Kết nối toàn bộ thiết bị
vào, ra với PLC

Kiểm tra tất cả các
tiếp điểm vào, ra



Chạy thử chương trình

Hiệu đính lại
phần mềm

Chương
Trình OK

Nạp chương trình
vào EPROM

Lập hồ sơ hệ thống cho
tất cả các bản vẽ

END

Hình 1.7: Lưu đồ phương pháp thiết kế bộ điều khiển

1.7 CẤU TRÚC ĐẶC TÍNH CỦA PLC SIEMENS:
Ở Việt Nam hiện nay có rất nhiều hãng cung cấp thiết bị PLC: Siemens, Omron,
Panasonic, Mishumitshi, … Tuy nhiên do đặc thù của Khoa Điện tử nên tài liệu này chỉ
tập trung vào PLC của hãng Siemens. Tất cả các PLC đều có thành phần chính là:
- Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong (có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài
EPROM).
- Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC.
- Các Module vào /ra.
Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập trình bằng tay hay
bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để chứa chương
trình. Nếu đơn vị lập trình là loại xách tay thì RAM thường là loại CMOS có pin dự
phòng, chỉ khi nào chương trình đã được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó mới truyền
sang bộ nhớ PLC. Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hỗ trợ cho
việc viết, đọc và kiểm tra chương trình. Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232,
RS485.


Chương 2: GIỚI THIỆU PLC S7-200
2.1 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG:
S7-200 là thiết bị điều khiển logic lập trình loại nhỏ của hãng Siemens (Đức), có cấu trúc
theo kiểu module và có các module mở rộng. Các module này đươc sử dụng cho nhiều ứng
dụng lập trình khác nhau.
Hình dạng bên ngoài của PLC S7-200 được mô tả như hình 2.1.

Các cổng ra

SF I0.0 Q0.0 Q1.0
SIEMENS I1.0
RUN I0.1 Q0.1 Q1.1
I1.1
STOP I0.2 Q0.2
I1.2
I0.3 Q0.3
SIMATIC I1.3
I0.4 Q0.4
S7 - 200 I1.4
I0.5 Q0.5
I1.5 Q0.6
I0.6
I0.7 Q0.7

Các cổng vào
Cổng truyền thông

Hình 2.1: Bộ điều khiển lập trình S7-200 – CPU 214

Các đặc điểm và thông số của các loại PLC S7-200 khác nhau được giới thiệu trong bảng
bên dưới:

Đặc trưng CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226
Kích thước(mm) 90x80x62 90x80x62 120.5x80x62 190x80X62
Bộ nhớ chương trình 2048 words 2048words 4096words 4096words
Bộ nhớ dữ liệu 1024 words 1024words 2560words 2560words
Cổng logic vào 6 8 14 24
Cổng logic ra 4 6 10 16
Modul mở rộng none 2 7 7
Digital I/O cực đại 128/128 128/128 128/128 128/128
Analog I/O cực đại none 16In/16Out 32In/32Out 32In/32Out
Bộ đếm (Counter) 256 256 256 256
Bộ định thì (Timer) 256 256 256 256
Tốc độ thực thi lệnh 0.37μs 0.37μs 0.37μs 0.37μs
Khả năng lưu trữ khi 50 giờ 50 giờ 190 giờ 190 giờ
mất điện


2.1.1 Các đèn báo:
- SF (đèn đỏ): Đèn đỏ SF (System Falu báo hiệu hệ thống bị hỏng.
- RUN (đèn xanh): Đèn xanh RUN chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện
chương trình được nạp vào trong máy.
- STOP (đèn vàng): Đèn vàng STOP chỉ định rằng PLC đang ở chế độ dừng chương
trình và đang thực hiện lại
2.1.2 Đầu vào:
- Kiểu đầu vào IEC 1131-2.
- Tầm điện áp mức logic 1: 15-30 VDC, dòng nhỏ nhất 4 mA; 35VDC ở thời gian tức
thời 500ms.
- Trạng thái mức logic 1 chuẩn: 24 VDC, 7mA.
- Trạng thái mức logic 0: Tối đa 5 VDC, 1mA.
- Đáp ứng thời gian lớn nhất ở các chân I0.0 đến I1.5: có thể chỉnh từ 0,2 đến 8,7 ms mặc
định 0,2 ms.
- Các chân từ I0.6 đến I1.5 được sử dụng bởi bộ đếm tốc độ cao HSC1 và HSC2 ở 30us
đến 70us.
- Sự cách ly về quang 500VAC.1 min.
2.1.3 Đầu ra:
- Kiểu đầu ra: Relay hoặc Transistor.
- Tầm điện áp: 24.4 đến 28.8 VDC.
- Dòng tải tối đa: 2A/ điểm; 8A/common.
- Quá dòng: 7A với contact đóng.
- Điện trở cách ly: nhỏ nhất 100 MΩ.
- Thời gian chuyển mạch: tối đa 10 ms.
- Thời gian sử dụng: 10.000.000 với công tắc cơ khí; 100.000 với tốc độ tải.
- Điện trở công tắc: tối đa 200 mΩ.
- Chế độ bảo vệ ngắn mạch: không có.
2.1.4 Nguồn cung cấp:
- Điện áp cấp nguồn: 20.4 đến 24.8 VDC
- Dòng vào max load: 900mA tại 24 VDC
- Cách ly điện ngõ vào: Không có
- Thời gian duy trì khi mất nguồn: 10ms ở 24 VDC
- Cầu chì bên trong: 2A, 250V
2.1.5 Nguồn cấp cho sensor:
- Tầm điện áp ra: 15.4 đến 28.8 VDC
- Dòng ra tối đa: 280mA
- Độ gợn sóng: Giống như nguồn cấp vào
- Cách ly: không có
2.1.6 Chế độ làm việc:
PLC có 3 chế độ làm việc:
- RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình từng bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ RUN sang
STOP nếu trong máy có sự cố hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP.
- STOP: Cưỡng bức PLC dừng chương trình đang chạy và chuyển sang chế độ STOP.
- TERM: Cho phép máy lập trình tự quyết định chế độ hoạt động cho PLC hoặc RUN
hoặc STOP.
2.1.7 Cổng truyền thông:
S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để phục vụ cho
việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ truyền cho máy


lập trình kiểu PPI (Point to Point Interface) là 9600 bauds. Tốc độ truyền cung cấp của
PLC theo kiểu tự do là 300 ÷38.400 bauds.

Chân Chức năng
1 GND
2 24 VDC
5 4 3 2 1
3 Tín hiệu A của RS485 ( RxD/TxD+)
9 8 7 6 4 RTS ( theo mức TTL)
5 GND
6 +5 VDC
7 Nguồn cấp 24 VDC 120mA max
8 Tín hiện B RS485 (RxD/TxD-)
9 chọn lựa cách giao tiếp

Hình 2.2: Sơ đồ chân của cổng truyền thông

Để ghép nối S7-200 với các máy lập trình PG 702 hoặc với các loại máy lập trình kiểu họ
PG7xx có thể nối thẳng qua MPI. Cáp đó đi kèm theo máy lập trình.
Để ghép S7-200 với các máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ
chuyển dổi RS232/RS485, theo hình vẽ 2.3.

Hình 2.3: Ghép nối S7-200 với máy tính qua cổng RS232


2.1.8 Mở rộng cổng vào ra:
Có thể mở rộng ngõ vào/ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào PLC các modul mở
rộng về phía bên phải của CPU (CPU 214 có thể ghép nhiều nhất 7 modul), làm thành một
móc xích, bao gồm các modul có cùng kiểu.
Các modul mở rộng số hay tương tự đều chiếm chổ trong bộ đệm, tương ứng với số đầu
vào/ ra của các module.
Sau đây là một ví dụ về cách đặt địa chỉ cho các module mở rộng :
CPU MODUL 0 MODUL 1 MODUL 2 MODUL 3 MODUL 4
(4vào/4ra) (8 vào) ( 3 vào analog (8 ra) (3 vào analog
1 ra analog) 1 ra analog)
I0.0 I2.0 I3.0 AIW0 Q3.0 AIW8
Q0.0 I2.1 I3.1 AIW2 Q3.1 AIW10
I0.1 I2.2 I3.2 AIW4 Q3.2 AIW12
Q0.1 I2.3 I3.3 Q3.3
I0.2 I3.4 AQW0 Q3.4 AQW4
Q0.2 Q2.0 I3.5 Q3.5
I0.3 Q2.1 I3.6 Q3.6
Q0.3 Q2.2 I3.7 Q3.7
I0.4 Q2.3
Q0.4
I0.5
Q0.5
I0.6
Q0.6
I0.7
Q0.7
I1.1
Q1.0
I1.2
Q1.1
I1.3
I1.4
I1.5

2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:
2.2.1 Đơn Vị Xử Lý Trung Tâm:
CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình
được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình, sẽ đóng
hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết để thực thi.
Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được lưu
giữ trong bộ nhớ.
2.2.2 Hệ Thống Bus:
Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song
song
Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau.
Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu.
Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điều khiển đồng bộ
các hoạt động trong PLC


Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào ra thông qua Data
Bus. Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép truyền 8 bit của 1
byte một cách đồng thời hay song song.
Nếu một modul đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, nó sẽ chuyển tất cả
trạng thái đầu vào của nó vào Data Bus. Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất hiện trên
Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data bus. Control Bus sẽ
chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC
Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gian hạn chế.
Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O . Bên cạch đó,
CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1÷8 MHZ. Xung này quyết định tốc độ
hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống.
2.2.3 Bộ Nhớ:
PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp:
- Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O.
- Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi các Relay.
Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong bộ nhớ
đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ .
Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi xử lý. Bộ
vi xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp theo. Với một địa chỉ
mới, nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đầu ra, quá trình này được gọi là quá
trình đọc .
Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có khả năng
chứa 2000 ÷ 16000 dòng lệnh, tuỳ theo loại vi mạch. Trong PLC các bộ nhớ như RAM,
EPROM đều được sử dụng.
- RAM (Random Access Memory ) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xoá bỏ nội
dung bất kỳ lúc nào. Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi bị mất . Để
tránh tình trạng này các PLC đều được trang bị một pin khô, có khả năng cung cấp
năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm. Trong thực tế RAM được dùng
để khởi tạo và kiểm tra chương trình. Khuynh hướng hiện nay dùng CMOSRAM nhờ
khả năng tiêu thụ năng lượng thấp và tuổi thọ lớn.
- EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà người sử dụng
bình thường chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào được. Nội dung của EPROM
không bị mất khi mất nguồn, nó được gắn sẵn trong máy, đã được nhà sản xuất nạp và
chứa hệ điều hành sẵn. Nếu người sử dụng không muốn mở rộng bộ nhớ thì chỉ dùng
EPROM gắn bên trong PLC. Trên PG (Programmer) có sẵn chỗ ghi và xoá EPROM.
Môi trường ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, được sử dụng trong máy lập
trình. Đĩa cứng hoặc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng để lưu những
chương trình lớn trong một thời gian dài.
Kích thước bộ nhớ:
- Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 ÷1000 dòng lệnh tuỳ vào công nghệ chế tạo.
- Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K ÷ 16K, có khả năng chứa từ 2000 ÷16000 dòng
lệnh.
Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM, EPROM.



Hình minh họa hoạt động của PLC khi ghép nối với thiết bị ngoại vi.


2.2.4 Các ngõ vào ra I/O:
Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các module vào (các đầu vào của PLC),
các cơ cấu chấp hành được nối với các module ra (các đầu ra của PLC).
Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là 12/24VDC hoặc
100/240VAC.
Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I / O được
cung cấp bởi các đèn LED trên PLC, điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất
trở nên dễ dàng và đơn giản.
Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON, OFF) để thực hiện việc đóng hay
ngắt mạch ở đầu ra .
2.2.5 Hoạt động của PLC:
PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan),
theo hình 2.4. Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ các cổng vào
vùng bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét,
chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc (MEND). Sau
giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi. Vòng
quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra.

1. Ñoïc döõ lieäu töø ngoaøi vaøo
4. Chuyeån döõ lieäu töø boä nhôù aûo
( Read input )
ñieàu khieån thieát bò ngoaïi vi

3. Truyeàn thoâng vaø 2.Thöïc hieän chöông trình
töï kieåm tra loåi (Program excution )

Hình 2.4: Vòng quét trong S7-200

Như vậy, tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp
với cổng vào ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc
truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý. Khi
gặp lệnh vào/ra ngay lập tức thì hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương
trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh này một cách trực tiếp với cổng vào/ra.
Nếu sử dụng các chế độ ngắt, chương trình con tương ứng với từng tín hiệu ngắt được
soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý ngắt chỉ được
thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu ngắt và có thể xảy ra ở bất cứ điểm nào
trong vòng quét.

2.3 CẤU TRÚC BỘ NHỚ:
2.3.1 Phân chia bộ nhớ:
Bộ nhớ của S7-200 được chia thành 4 vùng với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong một
khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn. Bộ nhớ S7-200 có tính năng động cao, đọc, ghi
được trong toàn vùng, loại trừ các bit nhớ đặc biệt SM (Special memory) chỉ có thể truy
nhập để đọc. Hình vẽ 2.5 mô tả bộ nhớ trong và ngoài của PLC, bao gồm:
- Vùng chương trình: miền bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương trình.


- Vùng tham số: miền lưu trữ các tham số như: từ khóa, địa chỉ trạm,… cũng giống như
vùng chương trình.
- Vùng dữ liệu: được sử dụng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm các kết quả
các phép tính, bộ đệm truyền thông…
- Vùng đối tượng: Timer, Bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ra tương tự được
đặt trong vùng nhớ cuối cùng.
- Hai vùng nhớ: dữ liệu và vùng nhớ đối tượng có ý nghĩa quan trọng trong việc thực
hiện một chương trình.

EEPROM Miền nhớ ngoài

Chương trình Chương trình Chương trình

Tham số Tham số Tham số

Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu

Vùng đối tượng

Hình 2.5: Bộ nhớ trong và ngoài của S7-200

2.3.2 Vùng dữ liệu:
Vùng dữ liệu là một miền nhớ động. Nó có thể được truy cập theo từng bit, từng byte, từng
từ đơn (word), hoặc theo từng từ kép và được sử dụng làm miền lưu trữ dữ liệu cho các
thuật toán, các hàm truyền thông, lập bảng, các hàm dịch chuyển, xoay vòng thanh ghi,
con trỏ địa chỉ,…
Ghi các dữ liệu kiểu bảng bị hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu bảng thường chỉ được sử
dụng theo những mục đích nhất định.
Vùng dữ liệu lại được chia thành những miền nhớ nhỏ với các công dụng khác nhau.
Chúng được ký hiệu bằng các chữ cái đầu của tên tiếng Anh, đặc trưng cho công dụng
riêng của chúng như sau:
- V: Variable memory
- I: Input image register
- O: Output image register
- M: Internal memory bits
- SM: Special memory bits
2.3.3 Vùng đối tượng:
Vùng đối tượng được sử dụng để lưu giữ dữ liệu cho các đối tượng lập trình như các giá trị
tức thời, giá trị đặt trước của bộ đếm, hay Timer. Dữ liệu kiểu đối tượng bao gồm các
thanh ghi của Timer, các bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào/ra tương tự và các thanh ghi
Accumulator(AC).
Kiểu dữ liệu đối tượng bị hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu đối tượng chỉ được ghi theo
mục đích cần sử dụng đối tượng đó.

Vùng nhớ CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226



V V0.0÷V2047.7 V0.0÷V2047.7 V0.0÷V5119.7 V0.0÷V5119.7

I I0.0÷I15.7 I0.0÷I15.7 I0.0÷I15.7 I0.0÷I15.7

Q Q0.0÷Q15.7 Q0.0÷15.7 Q0.0÷Q15.7 Q0.0÷Q15.7
Vùng
dữ M M0.0÷M31.7 M0.0÷M31.7 M0.0÷M31.7 M0.0÷M31.7
liệu
SM SM0.0÷SM179.7 SM0.0÷SM179.7 SM0.0÷SM179.7 SM0.0÷SM179.7

S S0.0÷S31.7 S0.0÷S31.7 S0.0÷S31.7 S0.0÷S31.7

L L0.0÷L63.7 L0.0÷L63.7 L0.0÷63.7 L0.0÷L63.7

Timer T0÷T255 T0÷T255 T0÷T255 T0÷T255

Counter C0÷C255 C0÷C255 C0÷C255 C0÷C255
Vùng
đối Analog inputs none AIW0÷AIW30 AIW0÷AIW62 AIW0÷AIW62
tượng Analog outputs none AQW0÷AQW30 AQW0÷AQW62 AQW0÷AQW62

Thanh nghi ACC AC0÷AC3 AC0÷AC3 AC0÷AC3 AC0÷AC3

Bộ đếm tốc độ cao HC0,HC3,HC4,HC5 HC0,HC3,HC4,HC5 HC0÷HC5 HC0÷HC5

Bảng 4.2: Phân chia vùng nhớ và toán hạng PLC S7-200

2.3.4 Phương thức truy cập bộ nhớ:
- Truy cập theo bit: tên miền(+) địa chỉ byte (+) • (+) chỉ số bit.
- Truy cập theo byte: tên miền (+) B (+) địa chỉ của byte trong miền.
- Truy cập theo từ: tên miền (+) W (+) địa chỉ byte cao của từ trong miền.
- Truy cập theo từ kép: tên miền (+) D (+) địa chỉ byte cao của từ trong miền.
Tất cả các byte thuộc vùng dữ liệu đều có thể truy cập được bằng con trỏ. Con trỏ được
định nghĩa trong miền V hoặc các thanh ghi AC1, AC2 và AC3. Mỗi con trỏ chỉ địa chỉ
gồm 4 byte (từ kép). Quy ước sử dụng con trỏ để truy cập như sau:
& địa chỉ byte (cao) là toán hạng lấy địa chỉ của byte, từ hoặc từ kép.
*con trỏ là toán hạng lấy nội dung của byte, từ hoặc từ kép con trỏ đang chỉ vào.



Access Method CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226
Bit access V0.0÷V2047.7 V0.0÷V2047.7 V0.0÷V5119.7 V0.0÷V5119.7
(byte.bit) I0.0÷15.7 I0.0÷I15.7 I0.0÷I15.7 I0.0÷I15.7
Q0.0÷15.7 Q0.0÷Q15.7 Q0.0÷Q15.7 Q0.0÷Q15.7
M0.0÷M31.7 M0.0÷M31.7 M0.0÷M31.7 M0.0÷M31.7
SM0.0÷SM179.7 SM0.0÷SM179.7 SM0.0÷SM179.7 SM0.0÷SM179.7
S0.0÷S31.7 S0.0÷S31.7 S0.0÷S31.7 S0.0÷S31.7
T0÷T255 T0÷T255 T0÷T255 T0÷T255
C0÷C255 C0÷C255 C0÷C255 C0÷C255
L0.0÷L63.7 L0.0÷L63.7 L0.0÷L63.7 L0.0÷L63.7
Byte access VB0÷VB2047 VB0÷VB2047 VB0÷VB5119 VB0÷VB5119
IB0÷IB15 IB0÷IB15 IB0÷IB15 IB0÷IB15
QB0÷QB15 QB0÷QB15 QB0÷QB15 QB0÷QB15
MB0÷MB31 MB0÷MB31 MB0÷MB31 MB0÷MB31
SMB0÷SMB179 SMB0÷SMB179 SMB0÷SMB179 SMB0÷SMB179
AC0÷AC3 AC0÷AC3 AC0÷AC3 AC0÷AC3
SB0÷SB31 SB0÷SB31 SB0÷SB31 SB0÷SB31
LB0÷LB63 LB0÷LB63 LB0÷LB63 LB0÷LB63
Constant Constant Constant Constant
Word access VW0÷VW2046 VW0÷VW2046 VW0÷VW5118 VW0÷VW5118
T0÷T255 T0÷T255 T0÷T255 T0÷T255
C0÷C255 C0÷C255 C0÷C255 C0÷C255
IW0÷IW14 IW0÷IW14 IW0÷IW14 IW0÷IW14
QW0÷QW14 QW0÷QW14 QW0÷QW14 QW0÷QW14
MW0÷MW30 MW0÷MW30 MW0÷MW30 MW0÷MW30
SMW0÷SMW178 SMW0÷SMW178 SMW0÷SMW178 SMW0÷SMW178
AIW0÷AIW30 AIW0÷AIW62 AIW0÷AIW62
AQW0÷AQW30 AQW0÷AQW62 AQW0÷AQW62
LW0÷LW62 LW0÷LW62 LW0÷LW62 LW0÷LW62
SW0÷SW30 SW0÷SW30 SW0÷SW30 SW0÷SW30
Double word VD0÷VD2044 VD0÷VD2044 VD0÷VD5116 VD0÷VD5116
access ID0÷ID12 ID0÷ID12 ID0÷ID12 ID0÷ID12
QD0÷QD12 QD0÷QD12 QD0÷QD12 QD0÷QD12
MD0÷MD28 MD0÷MD28 MD0÷MD28 MD0÷MD28
SMD0÷SMD176 SMD0÷SMD176 SMD0÷SMD176 SMD0÷SMD176
HC0,3,4,5 HC0,3,4,5 HC0÷HC5 HC0÷HC5
SD0÷SD28 SD0÷SD28 SD0÷SD28 SD0÷SD28
LD0÷LD60 LD0÷LD60 LD0÷LD60 LD0÷LD60
Bảng 4.3: Toán hạng cho phép của PLC S7-200

2.4 Phương pháp lập trình PLC S7-200:
PLC S7-200 biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh lập trình. Chương trình
bao gồm một dãy các tập lệnh. PLC S7-200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập
trình đầu tiên và kết thúc ở lập trình cuối trong một vòng quét (scan).
Một vòng quét (scan cycle) được bắt đầu bằng việc đọc trạng thái của đầu vào, và sau đó
thực hiện chương trình. Vòng quét kết thúc bằng việc thay đổi trạng thái đầu ra. Trước khi


bắt đầu một vòng quét tiếp theo, PLC S7-200 thực thi các nhiệm vụ bên trong và nhiệm vụ
truyền thông. Chu trình thực hiện chương trình là chu trình lặp.
Cách lập trình cho PLC S7-200 nói riêng và cho các PLC nói chung dựa trên hai phương
pháp cơ bản. Phương pháp hình thang (Ladder, viết tắt là LAD) và phương pháp liệt kê
lệnh (Statement List, viết tắt là STL).
Nếu có một chương trình viết dưới dạng LAD, thiết bị lập trình sẽ tự động tạo ra một
chương trình theo dạng STL tương ứng. Tuy nhiên không phải mọi chương trình viết dưới
dạng STL đều có thể chuyển sang được dạng LAD.
Đối với thiết bị điều khiển lập trình PLC S7 - 200, ta không thể lập trình trực tiếp ngay
trên nó được mà phải lập trình gián tiếp bằng cách sử dụng một trong những phần mềm
sau đây :
- STEP 7 – Micro/DOS
- STEP 7 – Micro/WIN
Những phần mềm này đều có thể cài đặt được trên các máy lập trình họ PG7xx hoặc các
máy tính cá nhân (PC). Công việc lập trình là ta sử dụng máy tính để tiến hành lắp ghép
các lệnh cơ bản lại với nhau nhằm thỏa mãn những yêu cầu đề ra của quy trình công nghệ
rồi sau đó mới chuyển vào PLC để điều khiển. Các lệnh cơ bản này thông thường ở 2 dạng
LAD (Ladder Logic) và STL (Statement List).
2.4.1 Phương pháp LAD:
LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa, những thành phần cơ bản dùng trong LAD
tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng rơle. Trong chương trình LAD,
các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic như sau:
- Tiếp điểm: là biểu tượng (Symbol) mô tả các tiếp điểm của rơ le.
Tiếp điểm thường mở

Tiếp điểm thương đóng

- Cuộn dây (coil): ⎯( )⎯ là biểu tượng mô tả rơle, được mắc theo chiều dòng điện
cung cấp cho rơ le.
- Hộp (Box): là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có dòng điện chạy
đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là các bộ thời gian (Timer),
bộ đếm (counter) và các hàm toán học. Cuộn dây và các hộp phải mắc đúng chiều dòng
điện.
- Mạng LAD: Là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường nguồn
bên trái sang đường nguồn bên phải. Đường nguồn bên trái là dây pha, đường nguồn
bên phải là dây trung tính và cũng là đường trở về nguồn cung cấp (thường không được
thể hiện khi dùng chương trình STEP 7 MICRO / DOS hoặc STEP 7 – MICRO/WIN.
Dòng điện chạy từ trái qua tiếp điểm đến đóng các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên
phải nguồn.
2.4.2 Phương pháp Liệt kê lệnh (STL):
Phương pháp liệt kê lệnh (STL) là phương pháp thể hiện chương trình dưới dạng tập hợp
các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chương trình biểu diễn một chức năng của PLC.
Phương pháp lập trình LAD phù hợp cho những người lập trình quen suy luận về kỹ thuật,
còn STL phù hợp cho người lập trình quen suy luận về tin học.
Chương 3: TẬP LỆNH PLC S7-200
3.1 LỆNH CƠ BẢN :
3.1.1 Lệnh vào/ra :


- LOAD (LD) :
Lệnh LD nạp giá trị logic của một tiếp điểm vào trong bit đầu tiên của ngăn xếp, các giá trị
còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùi xuống một bit.
Toán hạng gồm I, Q, M, SM, V, C, T.
o Dạng LAD : Tiếp điểm thường mở sẽ đóng nếu I0.0 =1

o Dạng STL : LD I0.0
= Q0.0

- LOAD NOT (LDN) :
Lệnh LDN nạp giá trị logic của một tiếp điểm vào trong bit đầu tiên của ngăn xếp, các giá
trị còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùi xuống một bit.
Toán hạng gồm : I, Q, M, SM, V, C, T.
o Dạng LAD : Tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi I0.0 =1

o Dạng STL : LDN I0.0
= Q0.0

- OUTPUT (=) :
Lệnh sao chép nội dung của bit đầu tiên trong ngăn xếp vào bit được chỉ định trong lệnh.
Nội dung ngăn xếp không bị thay đổi.
Toán hạng bao gồm : I,Q,M,SM,T,C (bit)
o Mô tả lệnh OUTPUT bằng LAD như sau :
Nếu I0.0 = 1 thì Q0.0 sẽ lên 1 (cuộn dây nối với ngõ ra Q0.0 có điện)

o Dạng STL : Giá trị logic I0.0 được đưa vào bit đầu tiên của ngăn xếp, và bit
này được sao chép vào bit ngõ ra Q0.0 .
LD I0.0
= Q0.0


3.1.2 Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm :
- SET (S) :
Lệnh dùng để đóng các điểm gián đoạn đã được thiết kế. Trong LAD, logic điều khiển
dòng điện đóng các cuộn dây đầu ra. Khi dòng điều khiển đến các cuộn dây thì các cuộn
dây đóng các tiếp điểm. Trong STL, lệnh truyền trạng thái bit đầu tiên của ngăn xếp đến
các điểm thiết kế. Nếu bit này có giá trị bằng 1, các lệnh S sẽ đóng 1 tiếp điểm hoặc một
dãy các tiếp điểm (giới hạn từ 1 đến 255). Nội dung của ngăn xếp không bị thay đổi bởi
các lệnh này.
o Dạng LAD : đóng một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ địa chỉ S-bit, Toán
hạng bao gồm I, Q, M, SM,T, C,V (bit)

o Dạng STL : Ghi giá trị logic vào một mảng gồm n bit kể từ địa chỉ S-bit
LD I0.0
S Q0.0, 5
- RESET (R) :
Lệnh dùng để ngắt các điểm gián đoạn đã được thiết kế. Trong LAD, logic điều khiển
dòng điện ngắt các cuộn dây đầu ra. Khi dòng điều khiển đến các cuộn dây thì các cuôn
dây mở các tiếp điểm. Trong STL, lệnh truyền trạng thái bit đầu tiên của ngăn xếp đến các
điểm thiết kế. Nếu bit này có giá trị bằng 1, các lệnh R sẽ ngắt 1 tiếp điểm hoặc một dãy
các tiếp điểm (giới hạn từ 1 đến 255). Nội dung của ngăn xếp không bị thay đổi bởi các
lệnh này.
o Dạng LAD : ngắt một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ S-bit. Nếu S-bit lại
chỉ vào Timer hoặc Counter thì lệnh sẽ xoá bit đầu ra của Timer/ Counter
đó... .Toán hạng bao gồm I, Q, M, SM,T, C,V (bit)

o Dạng STL : xóa một mảng gồm n bit kể từ địa chỉ S-bit. Nếu S-bit lại chỉ
vào Timer hoặc Counter thì lệnh sẽ xoá bit đầu ra của Timer/Counter đó.
LD I0.0
R Q0.0, 10

3.1.3 Các lệnh logic đại số Boolean :
Các lệnh tiếp điểm đại số Boolean cho phép tạo lập các mạch logic (không có nhớ). Trong
LAD các lệnh này được biểu diễn thông qua cấu trúc mạch, mắc nối tiếp hay song song
các tiếp điểm thường đóng hay các tiếp điểm thường mở. Trong STL có thể sử dụng lệnh
A (AND) và O (OR) cho các hàm hở hoặc các lệnh AN (AND NOT), ON (OR NOT) cho
các hàm kín.
Giá trị của ngăn xếp thay đổi phụ thuộc vào từng lệnh.
- AND (A) :
Dạng LAD : Dạng STL :


LD I0.0
A I0.1
= Q0.0

- AND NOT(AN) :
LD I0.0
AN I0.1
= Q0.0

- OR (O):
LD I0.0
O I0.1
= Q0.0

- OR NOT (ON):
LD I0.0
ON I0.1
= Q0.0

Ngoài những lệnh làm việc trực tiếp với tiếp điểm, S7-200 còn có 5 lệnh đặc biệt biểu diễn
các phép tính của đại số Boolean cho các bit trong ngăn xếp, được gọi là lệnh stack logic.
Đó là các lệnh ALD (AND Load), OLD (OR Load), LPS (Logic Push), LRD (Logic Read)
và LPP (Logic Pop). Lệnh stack logic được dùng để tổ hợp, sao chụp hoặc xoá các mệnh
đề logic. LAD không có bộ đếm dành cho Stack logic.
STL sử dụng các lệnh stack logic để thực hiện phương trình tổng thể có nhiều biểu thức
con và được biểu diển như sau:

- AND LOAD (ALD) :
LD I0.0
LD I0.1
O Q0.0 ALD
= Q0.0

- OR LOAD (OLD) :


LD I0.0
A I0.1
O Q0.0
= Q0.0

- LOGIC PUSH (LPS), LOGIC READ (LRD) , LOGIC POP (LPP) :
Dạng LAD: Dạng STL:
LD I0.0
LPS
LD I0.1
O Q0.0
ALD
= Q0.0
LRD
LD I0.2
O Q0.1
ALD
= Q0.1
LPP
A I0.3
= Q0.2

Ý nghĩa của các lệnh :

Lệnh Mô tả Toán hạng
ALD Lệnh tổ hợp giá trị của bit đầu tiên và thứ hai của ngăn xếp Không có
(And load) bằng phép tính logic AND. Kết quả ghi lại vào bit đầu tiên.
Giá trị còn lại của ngăn xếp được kéo lên một bit.
OLD Lệnh tổ hợp giá trị của bit đầu tiên và thứ hai của ngăn xếp Không có
(Or load) bằng phép tính logic OR. Kết quả ghi lại vào bit đầu tiên.
Giá trị còn lại của ngăn xếp được kéo lên một bit.
LPS Lệnh Logic Push (LPS) sao chụp giá trị của bit đầu tiên Không có
(Logic vào bit thứ hai trong ngăn xếp. Giá trị còn lại bị đẩy xuống
Push) một bit. Bit cuối cùng bị đẩy ra khỏi ngăn xếp.
LRD Lệnh sao chép giá trị của bit thứ hai vào bit đầu tiên trong Không có
(Logic read) ngăn xếp.Các giá trị còn lại của ngăn xếp giữ nguyên vị trí


Ví dụ :
Viết chương trình điều khiển động cơ bằng PLC.

Lập trình LAD: Ghi chú :
I0.0 : Nút nhấn dừng
I0.1 : Nút nhấn mở
Q0.0 : Cuộn dây KĐT
Q0.0 : Tiếp điểm duy trì

3.1.4 Các lệnh tiếp điểm đặc biệt :
- Tiếp điểm đảo, tác động cạnh xuống, tác động cạnh lên :

NOT N P
Có thể dùng các lệnh tiếp điểm đặc biệt để phát hiện sự chuyển tiếp trạng thái của xung
(sườn xung) và đảo lại trạng thái của dòng cung cấp (giá trị đỉnh của ngăn xếp). LAD sử
dụng các tiếp điểm đặc biệt này để tác động vào dòng cung cấp. Các tiếp điểm đặc biệt
không có toán hạng riêng của chính chúng vì thế phải đặt chúng phía trước cuộn dây hoặc
hộp đầu ra. Tiếp điểm chuyển tiếp dương/âm (các lệnh sườn trước và sườn sau) có nhu cầu
về bộ nhớ bởi vậy đối với CPU 214 có thể sử dụng nhiều nhất là 256 lệnh.
Ví dụ:
LD I0.0
EU
= Q0.0
LD I0.0
ED
= Q0.1
LD I0.0
NOT
= Q0.2

Biểu đồ thời gian :
I0.0

Q0.0

Q0.1
Q0.2

Q0.2
Q0.1

- Tiếp điểm trong vùng nhớ đặc biệt :
o SM0.1 : Vòng quét đầu tiên tiếp điểm này đóng, kể từ vòng quét thứ hai thì
mở ra và giữ nguyên trong suốt quá trình họat động.


o SM0.0 : Ngược lại với SM0.1, vòng quét đầu tiên thì mở nhưng từ vòng quét
thứ hai trở đi thì đóng.
o SM0.4 : Tiếp điểm tạo xung với nhịp xung với chu kỳ là 1 phút.
o SM0.5 : Tiếp điểm tạo xung với nhịp xung với chu kỳ là 1s

3.1.5 Các lệnh can thiệp vào thời gian vòng quét :
MEND, END, STOP, NOP, WDR
Các lệnh này được dùng để kết thúc chương trình đang thực hiện, và kéo dài một khoảng
thời gian của một vòng quét.
Trong LAD và STL chương trình phải được kết thúc bằng lệnh kết thúc không điều kiện
MEND. Có thể sử dụng lệnh kết thúc có điều kiện END trước lệnh kết thúc không điều
kiện.
Lệnh STOP kết thúc chương trình, nó chuyển điều khiển chương trình đến chế độ STOP.
Nếu gặp lệnh STOP trong chương trình chính, hoặc trong chương trình con thì chương
trình đang thực hiện sẽ kết thúc ngay lập tức.
Lệnh rỗng NOP không có tác dụng gì trong việc thực hiện chương trình.
Lệnh WDR sẽ khởi động lại đồng hồ quan sát (watchdog timer ), và chương trình tiếp tục
được thực hiện trong vòng quét ở chế độ quan sát, cẩn thận khi sử dụng lệnh WDR.

3.2 CÁC LỆNH ĐẾM (COUNTER) VÀ LỆNH THỜI GIAN ( TIMER):
3.2.1 Các lệnh điều khiển thời gian Timer :
Timer là bộ tạo thời gian trể giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều khiển vẫn
thường được gọi là khâu trễ. Nếu ký hiệu tín hiệu (logic) vào là x(t) và thời gian trễ tạo ra
bằng Timer là τ thì tín hiệu đầu ra của Timer đó sẽ là x(t – τ)
S7-200 có 64 bộ Timer (với CPU 212) hoặc 128 Timer (với CPU 214) được chia làm hai
loại khác nhau:
- Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (On-Delay Timer), ký hiệu là TON.
- Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive On-Delay Timer), ký hiệu TONR.
Hai kiểu Timer của S7-200 (TON và TONR) phân biệt với nhau ở phản ứng của nó đối với
trạng thái đầu vào.
Cả hai Timer kiểu TON và TONR cùng bắt đầu tạo thời gian trễ tín hiệu kể từ thời điểm có
sườn lên ở tín hiệu đầu vào, tức là khi tín hiệu đầu vào chuyển trạng thái logic từ 0 lên 1,
được gọi là thời gian Timer được kích, và không tính khoảng thời gian khi đầu vào có giá
trị logic 0 vào thời gian trễ tín hiệu đặt trước.
Khi đầu vào có giá trị logic bằng 0, TON tự động reset còn TONR thì không. Timer TON
được dùng để tạo thời gian trễ trong một khoảng thời gian (miền liên thông), còn với
TONR thời gian trễ sẽ được tạo ra trong nhiều khoảng thời gian khác nhau.
Timer TON và TONR bao gồm 3 loại với ba độ phân giải khác nhau, độ phân giải 1ms,
10ms và 100ms. Thời gian trễ τ được tạo ra chính là tích của độ phân giải của bộ Timer
được chọn và giá trị đặt trước cho Timer. Ví dụ Timer có độ phân giải 10ms và giá trị đặt
trước 50 thì thời gian trễ là 500ms.
Độ phân giải các loại Timer của S7-200, loại CPU 214, được trình bày trong bảng
bên dưới.
Lệnh Độ phân giải Giá trị cực đại CPU 214
1 ms 32,767 s T32 và T96
TON 10 ms 327,67 s T33 ÷ T36, T97 ÷ T100
100 ms 3276,7 s T37 ÷ T63, T101 ÷ T127
1 ms 32,767 s T0 và T64


TONR 10 ms 327,67 s T1 ÷ T4, T65 ÷ T68
100 ms 3276,7 s T5 ÷ T31, T69 ÷ T95

Cú pháp khai báo sử dụng Timer như sau :

LAD Mô tả Toán hạng
Khai báo Timer số hiệu xx kiểu TON Txx (word)
TON-Txx để tạo thời gian trễ tính từ khi đầu vào CPU214:32÷63
- IN IN được kích. Nếu như giá trị đếm tức 96÷127
IN thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT: VW, T, (word)
- PT PT thì T-bit có giá trị logic bằng 1. có C, IW, QW, MW,
PT thể reset Timer kiểu TON bằng lệnh R SMW, C, IW,
hoặc bằng giá trị logic 0 tại đầu vào IN. hằng số
Khai báo Timer số hiệu xx kiểu TONR Txx (word)
TONR-Txx để tạo thời gian trễ tính từ khi đầu vào CPU214: 0÷31
_ IN được kích. Nếu như giá trị đếm tức 64 ÷95
IN thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT: VW, T, (word)
PT thì T-bit có giá trị logic bằng 1. Chỉ C,IW,QW, MW,
_ PT có thể reset Timer kiểu TON bằng lệnh SMW, AC, AIW,
R cho T-bit. hằng số

Khi sử dụng Timer TONR, giá trị đếm tức thời được lưu lại và không bị thay đổi trong
khoảng thời gian khi tín hiệu đầu vào có logic 0. Giá trị của T-bit không được nhớ mà
hoàn toàn phụ thuộc vào kết quả so sánh giữa giá trị đếm tức thời và giá trị đặt trước.
Khi Reset một bộ Timer, T-word và T-bit của nó đồng thời được xóa và có giá trị bằng 0,
như vậy giá trị đếm tức thời được đặt về 0 và tín hiệu đầu ra cũng có trạng thái logic bằng
0.

Ví dụ: Sử dụng Timer kiểu TON

LD I0.0
TON T32, +100
LD T32
= Q0.0


Giản đồ thời gian :

Ví dụ: Sử dụng timer kiểu TONR

LD I0.0
TONR T1, +100
LDW= T1, +170
R T1, 1

Giản đồ thờigian:


3.2.2 Các lệnh Đếm Counter:
Counter là bộ đếm thực hiện chức năng đếm sườn xung, trong S7-200 các bộ đếm được
chia làm hai loại : bộ đếm tiến (CTU) và bộ đếm tiến/lùi (CTUD).
Bộ đếm tiến CTU đếm số sườn lên của tín hiệu logic đầu vào, tức là đếm số lần thay đổi
trạng thái logic từ 0 lên 1 của tín hiệu. Số xung đếm được ghi vào thanh ghi 2 byte của bộ
đếm, gọi là thanh ghi C-word.
Nội dung của thanh ghi C-word, gọi là giá trị đếm tức thời của bộ đếm, luôn được so sánh
với giá trị đặt trước của bộ đếm, được ký hiệu là PV. Khi giá trị đếm tức thời bằng hoặc
lớn hơn giá trị đặt trước này thì bộ đếm báo ra ngoài bằng cách đặt giá trị logic 1 vào một
bit đặc biệt của nó, gọi là C-bit. Trường hợp giá trị đếm tức thời nhỏ hơn giá trị đặt trước
thì C-bit có giá trị logic là 0.
Khác với các bộ Timer, các bộ đếm CTU và CTUD đều có chân nối với tín hiệu điều khiển
xóa để thực hiện việc đặt lại chế độ khởi phát ban đầu (reset) cho bộ đếm, được ký hiệu
bằng chữ cái R trong LAD, hay được qui định là trạng thái logic của bit đầu tiên của ngăn
xếp trong STL. Bộ đếm được reset khi tín hiệu xoá này có mức logic là 1 hoặc khi lệnh R
(reset) được thực hiện với C-bit. Khi bộ đếm được reset, cả C-word và C-bit đều nhận giá
trị 0.

CTU – Cxx Khai báo bộ đếm tiến theo sườn lên của Cxx : (word)
CU. Khi giá trị đếm tức thời C-word Cxx CPU 214 : 0 ÷47
CU CTU lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PV, C- 80 ÷127
bit (Cxx) có giá trị logic bằng 1. Bộ đếm PV(word) : VW, T,
R được reset khi đầu vào R có giá trị logic C, IW, QW, MW,
bằng 1. Bộ đếm ngừng đếm khi C-word SMW, AC, AIW,
PV Cxx đạt được giá trị cực đại. hằng số, *VD, *AC

CTD-Cxx Khai báo bộ đếm tiến/lùi, đếm tiến theo Cxx (word)
sườn lên của CU, đếm lùi theo sườn lên của CPU 214 : 48 ÷79
CD. Khi giá trị đếm tức thời C-word Cxx
CU lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PV, C- PV(word) : VW, T,
bit (Cxx) có giá trị logic bằng 1. Bộ đếm C, IW, QW, MW,
CD ngừng đếm tiến khi C-word Cxx đạt được SMW, AC, AIW,
giá trị cực đại 32.767 và ngừng đếm lùi khi hằng số,
R C-word Cxx đạt được giá trị cực đại – *VD, *AC
PV 32.768. CTUD reset khi đầu vào R có giá
trị logic bằng 1.

Bộ đếm tiến/lùi CTUD đếm tiến khi găp sườn lên của xung vào cổng đếm tiến, ký hiệu là
CU hoặc bit thứ 3 của ngăn xếp trong STL, và đếm lùi khi gặp sườn lên của xung vào cổng
đếm lùi, ký hiệu là CD trong LAD hoặc bit thứ 2 của ngăn xếp trong STL.
Bộ đếm tiến CTU có miền giá trị đếm tức thời từ 0 đến 32.767. Bộ đếm tiến/lùi CTUD có
miền giá trị đếm tức thời từ –32.768 đến 32.767.


Ví dụ: Sử dụng bộ đếm CTU :

LD I0.0
LD I0.1
CTU C40, +5


Ví dụ: Sử dụng bộ đếm CTUD :

//NETWORK COMMENTS
//
LD I0.0
LD I0.1
LD I0.2
CTUD C48, +5


3.3 CÁC LỆNH SO SÁNH :


Khi lập trình, nếu các quyết định về điều khiển được thực hiện dựa trên kết quả của việc so
sánh thì có thể sử dụng lệnh so sánh theo Byte, Word hay DWord của S7-200.
LAD sử dụng lệnh so sánh để so sánh các giá trị của byte, word hay DWord (giá trị thực
hoặc nguyên).
Những lệnh so sánh thường là: so sánh nhỏ hơn hoặc bằng (<=); so sánh bằng (= =) và so
sánh lớn hơn hoặc bằng (>=).
Khi so sánh giá trị của byte thì không cần phải để ý đến dấu của toán hạng, ngược lại khi
so sánh các từ hay từ kép với nhau thì phải để ý đến dấu của toán hạng là bit cao nhất trong
từ hoặc từ kép.

Ví dụ: 7FFF > 8000 và 7FFFFFFF > 80000000

N n1 N n2 Tiếp điểm đóng khi n1=n2
= =B
B = byte n1, n2(byte): VB, IB,
QB, MB, SMB, AC,
N n1 N n2
= =I
I = Integer = Word Const, *VD, *AC

N n1 N n2 D = Double Integer
= =D
R = Real
N n1 N n2
= =R
N n1 N n2 Tiếp điểm đóng khi n1>= n2 n1, n2 (word): VW, T,
> =B
B = byte C, QW, MW, SMW,
AC, AIW, hằng số,
N n1 N n2
>= I
I = Integer = Word *VD, *AC

N n1 N n2
D = Double Integer
> =D
R = Real
N n1 N n2
> =R

N n1 N n2 Tiếp điểm đóng khi n1<= n2 n1, n2(Dword) : VD,
< =B
B = byte ID, QD, MD, SMD,
AC, HC, hằng số,
N n1 N n2
<= I
I = Integer = Word *VD, *AC

N n1 N n2
D = Double Integer
< =D
R = Real
N n1 N n2
< =R
Trong STL những lệnh so sánh thực hiện phép so sánh byte, Word hay DWord. Căn cứ
vào kiểu so sánh (<=, = =, >=), kết quả của phép so sánh có giá trị bằng 0 (nếu đúng) hoặc
bằng 1 (nếu sai) nên nó có thể được kết hợp cùng các lệnh LD, A, O. Để tạo ra được các
phép so sánh mà S7-200 không có lệnh so sánh tương ứng (như so sánh không bằng nhau


<>, so sánh nhỏ hơn <, hoặc so sánh lớn hơn >) ta có thể kết hợp lệnh NOT với các lệnh
đã có (= =, >=, <=)

3.4 LỆNH VỀ CỔNG LOGIC :
Ngoài những lệnh ghép nối tiếp, song song và tổng hợp các tiếp điểm thì tập lệnh của S7-
200 còn cung cấp các cổng logic AND, OR, EXOR thực hiện đối với byte (8 bit hay 8 tiếp
điểm), word (16 bit hay 16 tiếp điểm) và double word (32 bit hay 32 tiếp điểm). Sau đây là
chi tiết của từng cổng :
3.4.1 Lệnh AND byte :
Dạng LAD : Dạng STL:

ANDB VB0, VB1

Ý nghĩa:
Lệnh thực hiện phép AND từng bit của hai byte ngõ vào IN1 và IN2, kết quả được ghi
vào 1 byte ở ngõ ra OUT. Đặc biệt ở đây địa chỉ byte ngõ vào IN2 và byte ngõ ra OUT là
giống nhau.
Toán hạng trong câu lệnh thuộc một trong các vùng địa chỉ sau :
IN1 : VB, T, C, IB, QB, SMB, AC, const
IN2 : VB, T, C, IB, QB, SMB, AC
Ví dụ:
VB10 1 0 0 0 1 1 1 0
AND
VB20 0 0 1 1 0 1 1 1
Kết quả
VB20 0 0 0 0 0 1 1 0

3.4.2 Lệnh AND word :

ANDW VW0, VW1

Ý nghĩa :
Lệnh thực hiện phép AND từng bit của hai Word ngõ vào IN1 và IN2, kết quả được ghi
vào 1 Word ở ngõ ra OUT. Đặc biệt ở đây địa chỉ Word ngõ vào IN2 và Word ngõ ra
OUT là giống nhau.
Toán hạng trong câu lệnh thuộc một trong các vùng địa chỉ sau
IN1 : VW, T, C, IW, QW, SMW, AC, const

IN2 : VW, T, C, IW, QW, SMW, AC

Ví dụ :
VW10 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1
AND
VW12 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1
Kết quả
VW12 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1

3.4.3 Lệnh AND DWord :

ANDD VD0, VD4

3.4.4 Lệnh OR byte :

ORB VB0, VB1

Ý nghĩa :
Lệnh thực hiện phép OR từng bit của hai byte ngõ vào IN1 và IN2, kết quả được ghi vào 1
byte ở ngõ ra OUT. Đặc biệt ở đây địa chỉ byte ngõ vào IN2 và byte ngõ ra OUT là giống
nhau.
Toán hạng trong câu lệnh thuộc một trong các vùng địa chỉ sau
IN1 : VB, T, C, IB, QB, SMB, AC, const
IN2 : VB, T, C, IB, QB, SMB, AC


Ví dụ:
VD10 1 0 0 0 1 1 1 0
OR
VD20 0 0 1 1 0 1 1 1
Kết quả
VD20 1 0 1 1 1 1 1 1

3.4.5 Lệnh OR word :

ORW VW0, VW2

3.4.6 Lệnh OR double word :

ORDW VD0, VD4

3.5 CÁC LỆNH DI CHUYỂN NỘI DUNG Ô NHỚ :
Các lệnh di chuyển thực hiện việc di chuyển hoặc sao chép số liệu từ vùng này sang vùng
khác trong bộ nhớ. Trong LAD và STL lệnh dịch chuyển thực hiện việc di chuyển hay sao
chép nội dung một byte, một từ đơn, hoặc một từ kép từ vùng này sang vùng khác trong bộ
nhớ. Lệnh trao đổi nội dung của hai byte trong một từ đơn thực hiện việc chuyển nội dung
của byte thấp sang byte cao và ngược lại chuyển nội dung của byte cao sang byte thấp của
từ đó. Sau đây là chi tiết của từng lệnh.


- MOV_B :
Dạng LAD Dạng STL

MOVB VB0, VB0

Ý nghĩa:
Lệnh sao chép nội dung của byte ở địa chỉ ngõ vào IN sang byte có địa chỉ ở ngõ ra OUT.
Đặc biệt trong lệnh này địa chỉ của byte ngõ vào IN và địa chỉ byte ở địa chỉ ngõ ra OUT
giống nhau và thường nằm trong các vùng sau:
IN : VB, IB, QB, MB, SMB, AC, const
OUT: VB, IB, QB, MB, SMB, AC,
Ví dụ :

LD I0.0
MOVB 0, VB0
LD I0.1
MOVB 12, VB0

Giải thích :
Nếu tiếp điểm I0.0 đóng thì lấy giá trị 0 ghi vào byte VB0 (xóa VB0)
Tiếp theo đóng tiếp điểm I0.1 thì lấy số 12 ghi vào VB0. Kết quả địa chỉ byte VB0 có
giá trị bằng 12.
- MOV_W :

MOVW VW0, VW0

Ý nghĩa :


Lệnh sao chép nội dung của Word ở địa chỉ ngõ vào IN sang Word có địa chỉ ở ngõ ra
OUT. Đặc biệt trong lệnh này địa chỉ của Word ngõ vào IN và địa chỉ Word ở địa chỉ ngõ
ra OUT giống nhau và thường nằm trong các vùng sau:
IN: VW, IW, QW, MW, SMW, AC, const
OUT: VW, IW, QW, MW, SMW, AC

- MOV_DW :

MOVDW VD0, VD0

Ý nghĩa :
Lệnh sao chép nội dung của DWord ở địa chỉ ngõ vào IN sang DWord có địa chỉ ở ngõ ra
OUT. Đặc biệt trong lệnh này địa chỉ của DWord ngõ vào IN và địa chỉ DWord ở địa chỉ
ngõ ra OUT giống nhau và thường nằm trong các vùng sau:
IN: VD, ID, QD, MDW, SMD, AC, const
OUT: VD, ID, QD, MD, SMD, AC

- MOV_R : (dịch chuyển số thực)

MOVR VD0, VD0

Ý nghĩa :
Lệnh sao chép nội dung của số thực chứa trong double word có địa chỉ ở ngõ vào IN sang
double word có địa chỉ ở ngõ vào OUT. Đặc biệt trong lệnh này địa chỉ của double word ở
ngõ vào IN và double word ở ngõ ra OUT giống nhau và thường nằm trong các vùng sau:
IN: VD, ID, QD, MD, SMD, AC, const
OUT: VD, ID, QD, MD, SMD, AC
Khi dữ liệu ghi vào trong các địa chỉ này theo nguyên tắc sau :
Phần nguyên ghi vào word thấp
Phần thập phân ghi vào word cao


Ví dụ :

Giải Thích :
Tiếp điểm I0.0 đóng thì xóa double word 0 (VD0), tiếp điểm I0.1 đóng thì ghi số thực 30,2
vào double word VD0, kết quả như sau :
VD0

VW2 (word cao) VW0 (word thấp)
20 30

3.6 LỆNH CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU :
3.6.1 Lệnh chuyển đổi số nguyên hệ thập lục phân sang led 7 đọan :


SEG VB0, VB0

Ý nghĩa :
Lệnh này có tác dụng chuyển đổi các số trong hệ thập lục phân từ 0 đến F chứa trong 4 Bit
thấp của byte có địa chỉ ở ngõ vào IN thành giá trị BIT chứa trong 8 bit của byte có địa
chỉ ở ngõ ra OUT tương ứng với thanh led 7 đọan . Trong lệnh này byte có địa chỉ ở ngõ
vào IN và byte có địa chỉ ở ngõ ra OUT có thể cùng địa chỉ và nằm trong những vùng sau:
IN: VB, IB, QB, MB, SMB,AC, const
OUT: VB, IB,AB,MB,SMB,AC


Ví dụ :
Dạng LAD: Dạng STL:

LD I0.0
MOVW +3, VW0
LD I0.1
SEG VB0, AC0

Giải thích :
Khi tiếp điểm I0.0 đóng thì số 7 được ghi vào VW0, sau đó tiếp điểm I0.1 đóng thì giá trị
chứa trong 4 bit thấp của byte VB0 chuyển thành 8 bit chứa trong thanh ghi AC0. Ta có
thể minh họa theo bit như sau :
VB1 VB0
VW0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
VB1 VB0
0 0 0 0 0 0 1 1
SEG . g f e d c b a
AC0 0 0 1 0 0 1 1 1 1

3.6.2 Lệnh chuyển đổi số mã BCD sang số nguyên :


BCDI VW0

Ý nghiã:
Lệnh này thực hiện phép biến đổi một số nhị thập phân 16 bit chứa trong word có địa chỉ ở
ngõ vào IN sang số nguyên 16 bit chứa trong word có địa chỉ ở ngõ ra OUT. Đặc biệt ở
đây word có địa chỉ ở ngõ vào IN và word có địa chỉ ở ngõ ra OUT có thể cùng một địa
chỉ. Địa chỉ này thường nằm trong các vùng sau :
IN: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, const
OUT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC.


Ví dụ :

LD I0.0
MOVW +1124, AC0
LD I0.1
BCDI AC0

Giải thích:
Khi I0.0 đóng , giá trị 1124 theo mã BCD là 0001 0001 0010 0100 được ghi vào địa chỉ
AC0. Tiếp điểm I0.1 đóng thì giá trị BCD đó được chuyển sang số nguyên và lưu vào
AC0. Ta biểu diễn theo bit như sau :
MOV AC0
Mã BCD 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0

BCD-I AC0
Số nguyên 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0
AC0= 1024 + 64 + 32 + 4 = 1124

3.6.3 Lệnh chuyển đổi số nguyên sang mã BCD:


I BCD VW0

Ý nghiã :
Lệnh này thực hiện phép biến đổi một số nguyên 16 bit chứa trong word có địa chỉ ở ngõ
vào IN sang số nhị thập phân 16 bit chứa trong word có địa chỉ ở ngõ ra OUT. Đặc biệt ở
đây word có địa chỉ ở ngõ vào IN và word có địa chỉ ở ngõ ra OUT có thể cùng một địa
chỉ.
Địa chỉ này thường nằm trong các vùng sau :
IN : VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, const
OUT : VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC.
3.6.4 Lệnh chuyển đổi số nguyên sang số thực :


plc 300

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to plc 300

Similar to plc 300 (20)

plc 300